Detalyadong Paliwanag ng mga Karaniwang Isyu at Solusyon para sa Mataas na Voltaheng Kapasitor

Isyu sa Operating Voltage ng Capacitor​

Ang magnitude ng operating voltage ng capacitor ay may malaking epekto sa kanyang serbisyo na buhay at kakayahan ng output, kaya ito ay isang pangunahing indicator sa pag-monitor sa busbar system ng substation. Ang active power loss sa loob ng capacitor ay nanggagaling sa dielectric losses at conductor resistance losses, kung saan ang dielectric losses ay bumubuo ng higit sa 98%. Ang dielectric losses ay may malaking impluwensya sa operating temperature ng capacitor. Ito ay maaaring masukat gamit ang sumusunod na formula:

Pr = Qc * tgδ = ω * C * U² * tgδ * 10⁻³

​Kung saan:​​

• Pr kumakatawan sa active power loss ng high-voltage capacitor
• Qc ang reactive power nito
• tgδ ang dielectric loss tangent
• ω ang grid angular frequency
• C ang capacitance ng capacitor
• U ang operating voltage ng capacitor

Talino mula sa nabanggit na formula, ang active power loss (Pr) ng high-voltage capacitor ay direktang proportional sa square ng kanyang operating voltage (U²). Habang tumaas ang operating voltage, ang active power loss ay tumaas din nang mabilis. Ang mabilis na pagtaas na ito ay nagdudulot ng pagtaas ng temperatura, na apektado ang insulation life ng capacitor. Bukod dito, ang matagal na operasyon ng capacitor sa ilalim ng overvoltage conditions ay maaaring magdulot ng overcurrent, na maaaring mapinsala ang capacitor. Kaya naman, ang mga high-voltage capacitor system ay nangangailangan ng komprehensibong overvoltage protection devices.

▲ Impluwensya ng Mas Mataas na Harmonics

Ang mas mataas na harmonics sa power grid ay maaari ring makapag-apekto negatibo sa capacitors. Kapag ang harmonic currents ay pumasok sa capacitor, sila ay idinadagdag sa fundamental current, na nagpapataas ng peak value ng operating current at fundamental voltage. Kung ang capacitive reactance ng capacitor ay tumutugon sa inductive reactance ng sistema, ang mas mataas na harmonics ay maaaring maamplify. Ang amplification na ito ay maaaring magdulot ng overcurrents at overvoltages, na maaaring magresulta sa partial discharge sa loob ng internal insulating dielectric ng capacitor. Ang partial discharge na ito ay maaaring magsanhi ng mga pagkasira tulad ng ​bulging​ at ​group fuse blowing.

​▲ Busbar Loss-of-Voltage Issue

Ang pagkawala ng voltage sa busbar kung saan konektado ang capacitor ay isa pang mahalagang concern. Ang isang capacitor na biglang nawalan ng voltage habang ito ay nakapag-operate ay maaaring magdulot ng tripping sa supply side ng substation o disconnection ng main transformer. Kung hindi agad ididisconnect ang capacitor sa ganitong kondisyon, maaari itong makaranas ng mapanganib na overvoltage. Bukod dito, ang pagkakalimutan na tanggalin ang capacitor bago ang pagbalik ng voltage ay maaaring magdulot ng ​resonant overvoltage, na maaaring mapinsala ang transformer o ang capacitor mismo. Kaya naman, ang isang ​loss-of-voltage protection device​ ay mahalaga. Ang device na ito ay dapat siguruhin na ang capacitor ay mapapatanggal nang maayos pagkatapos ng pagkawala ng voltage at mapapa-reconnect lamang pagkatapos na mababalik ang normal na voltage.

▲ Overvoltage na Dulot ng Circuit Breaker Operation

Ang operasyon ng circuit breaker ay maaari ring magdulot ng overvoltage. Dahil ang ​vacuum circuit breakers​ ang pangunahing ginagamit para sa switching ng capacitor, ang ​contact bounce​ sa panahon ng closing operation ay maaaring mag-trigger ng overvoltage. Bagama't ang mga overvoltage na ito ay may ​relatively low peak, ang kanilang epekto sa capacitors ​hindi dapat i-overlook. Sa kabilang banda, sa panahon ng pagbubuksan (disconnection) ng circuit breaker, ang potentially generated overvoltages ay maaaring maging mas mataas at maaaring ​puncture​ ang capacitor. Kaya naman, mahalaga na ipatupad ang ​effective measures to mitigate​ ang overvoltage na dulot ng operasyon ng circuit breaker.

​▲ Management ng Operating Temperature ng Capacitor

Ang operating temperature ng capacitors ay isang kritikal na factor. Ang sobrang mataas na temperatura ay may negatibong epekto sa serbisyo na buhay at kakayahan ng output ng capacitor, kaya naman kinakailangan ang proaktibong control at management measures. ​Significantly, ang rate ng pagbaba ng capacity ay doble para sa bawat 10°C increase sa temperatura.​​ Ang mga capacitor na nag-ooperate nang matagal sa ilalim ng mataas na electric fields at elevated temperatures ay nakakaranas ng gradual aging ng kanilang insulating dielectric. Ang aging na ito ay nagdudulot ng pagtaas ng dielectric loss, na nagtatrigger ng mabilis na pagtaas ng internal temperature. Ito ay hindi lamang nagpapakrat ng operational lifespan ng capacitor, kundi, sa mga seryosong kaso, maaari itong magresulta sa pagkasira dahil sa ​thermal breakdown.

Upang tiyakin ang ligtas na operasyon ng capacitors, ang mga relevant na regulasyon ay eksplisitong nagbabatas:

• ​Kapag ang ambient temperature ay lumampas sa 30°C, ang ventilation devices ​ay dapat i-activate​ upang magbigay ng cooling.
• ​Kapag ang ambient temperature ay umabot o lumampas sa 40°C, ang capacitors ​ay dapat i-deactivate agad.

Kaya naman, ang isang ​temperature monitoring system​ ay dapat na maisagawa upang patuloy na trackin ang operating temperature ng capacitors sa real-time. Bukod dito, ang mga ​forced-air ventilation measures​ ay mahalaga upang mapabuti ang kondisyon ng heat dissipation, at tiyakin na ang nasyenteng init ay ma-effektibong at ma-efficiently expelled sa pamamagitan ng ​effective convection and radiation.